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第1篇：電路設計要求范文

關鍵字：礦用電氣系統；電氣故障分析；電氣設計要求

中圖分類號：TU96+3 文獻標識碼：A

在煤礦生產中，電氣設備的使用日益頻繁，在煤礦生產中發揮了越來越重要的作用，而大量的先進的電氣設備應用到煤礦生產中，提高了煤礦的生產效率，但是在運行期間也出現了有些問題，威脅到煤礦的安全。對于這些新技術新設備的使用，要在設計方面進行分析，達到更好的為煤礦的安全生產奠定基礎。

1 電氣系統自身引起的煤礦事故的原因分析

一是敷設在井下巷道內的電纜，由于長年處于陰暗潮濕的環境下運行，周圍的潮氣極易入侵到電纜內部，從而產生過電壓擊穿絕緣層，同時在這種潮濕的環境下，絕緣層也很容易老化，這種情況下絕緣水平就處于一個很低的水平上，達到一定低值時就會發生擊穿，從而產生集中漏電。

二是開關設備長期使用，接線板潮濕可能造成漏電；其內部元件或導線，因某種原因使絕緣惡化、導線頭碰殼也會造成漏電；自動饋電開關中的過流繼電器，當調整螺桿擰得過低時也會因相對地放電而造成漏電。

2 目前對煤礦電氣系統的設計要求

2.1 設計中選用防爆設備

選用防護能力較強的防爆類型電氣設備，此外，在溫度組別上，選擇高于應用環境氣體點燃溫度的組別。另外對于易爆氣體和粉塵同時存在的危險場所設備選型時，一定要選用氣體和粉塵雙重防爆的電氣設備，其防爆等級既要滿足爆炸氣體的特性，還要滿足可燃性粉塵特性。

2.2 電纜和電氣設備在注意不能浸泡于水中，在盡量保持其所處位置是干燥的，同時對于電纜和電氣設備不能進行擠壓和刺，這樣極易使電纜損壞。

2.3 要避免導線連接處松散，同時連接處要保持光滑，不能有毛刺存在。

2.4 不增加額外部件

2.5 設置保護裝置

根據煤礦細則規定，對于保護電纜干線的裝置按公式：z≥IQe+KxΣle（z為過流保護裝置的電流整定值，A；IQe為容量最大的電動機額定啟動電流，A；Kx為需用系數，取0.5～1；Σle為其余電動機額定電流之和，A）。而實際中往往憑經驗不按公式計算，草率確定整定值，致使與實際產生誤差，從而導致事故發生。

2.6 對于電網的對地電容電流進行補償

2.7 設置漏電保護裝置

在井下的帶電導體、電氣元件和電纜接頭等都要安裝漏電保護裝置，使這些帶電體都被封閉在堅固的外殼內。在電氣設備的外殼與蓋子間設置可靠的機械閉鎖裝置，以保證未合上外蓋前不能接通電源，或者在接通后，便不能打開外蓋。這一措施有效地防止了因帶電檢修而造成的觸電事故。

井下配電變壓器的中性點禁止直接接地，以減小漏電或觸電電流。

2.8 避免電氣設備失爆

在瓦斯和煤塵爆炸事故中，由于電火花等電氣設備失爆引起的瓦斯和煤塵事故占有較大比例。為了滿足煤礦井下需要，國家制定了防爆電氣設備標準，各種類型防爆設備的防爆措施不同，必須依據國家標準GB3836執行，保證各類防爆措施有效。

2.9 設置環境安全監控系統

環境安全監控系統主要用來監控有關氣體（CH4，CO2，O2，SH2等）濃度、風速、負壓、濕度、溫度等數據及風門、風窗主要設備開停狀態，實現甲烷超限聲光報警、斷電及風-電閉鎖控制等。

瓦斯、煤塵、水災合理配置必要的檢測儀器、儀表，檢修、維修工具和備件，以確保設備的正常運行。建立電氣設備采購制度和標準，并附以必要的檢測，確保合格的產品投入使用。運用先進的科學技術方法和建立健全高效的安全管理機制加強礦山安全生產。

2.10 盡量使用低壓電氣

對人身接觸機會較多的電氣設備，采用較低的額定電壓。例如手持式電鉆、照明設備及信號裝置的額定電壓不得超過127V，而井下各種電氣控制回路的額定電壓則限制在12～42V以內。

3 煤礦電氣控制電路常見問題及設計措施

3.1 電控系統失控

煤礦電氣控制電路的安全運行與管控，是保障煤礦井下作劃順利完成的基礎，也是對于井下作業人員的基本人生安全保護。如果在長期的使用過程中，不能及時對煤礦電氣控制電路對性系統的檢查與檢測，極有可能引發煤礦電氣控制電路的全線癱瘓，進而導致整個礦區的電控系統失控。煤礦電氣控制電路是電控系統進行遠程操作的連接載體，如果一旦發生線路故障或問題，電控系統的操作命令也就難以及時傳達到電氣設備，進而有可能引發全區電控系統的失控，嚴重危及到生產安全和煤炭開采工作的順利開展和進行。

預防措施： 在井下低壓電網中，漏電故障占電氣故障70%左右，因此，漏電故障是影響供電可靠性的主要因素。選擇性漏電保護可以縮小漏電故障的停電范圍，縮短尋找和消除漏電故障的時間，可以提高供電的可靠性。另外，選擇性漏電保護中旁路地分流技術的應用，可以在較大程度上減小因電動機反電勢和電網分布電容所形成的故障點電流，提高了電氣安全程度。

3.2 腐蝕電纜外表及金屬管線

在運輸巷道中，除了架線與軌道之外，還鋪設有高壓電纜和風管、水管，這些管線都是雜散電流的良好通道。在回電點附近，電流從管線中流出。電流的流出點使管線受到腐蝕。井下運輸巷道非常潮濕，井下水又多為酸性，由于電解作用而腐蝕金屬。電流從正電源流到正極，在電解槽中電從正極板流出，而電子流恰恰相反，從正極板流向直流電源的正端。正極板失掉電子而帶正電，與電解液中的硫酸根離子結合而變成硫酸鹽，因此，正電的金屬脫落于電解液中，運輸巷道中的電纜外皮有電流流出，如同電槽中的正極，因此被腐蝕。

預防措施：電纜的選擇應根據不同的用途和使用場合，按經濟電流密度來選取，并且考慮線路電壓損失和短路保護的需要。

結語

煤礦的安全生產不僅關系到煤礦職工的生命安全，同時對于國家穩定也有一定的影響。在煤礦電氣設備不斷革新的形勢下，要對電氣設備的設計進行相應的改進，為了適應煤礦生產的需求。吸取國內外先進的設計理念，不斷的提高專業技術知識，對電氣設備的性能不斷的優化，減少煤礦電氣事故的發生率。

參考文獻

[1]田慶軍，周曉娟.當前煤礦電氣設備安全管理存在的問題和對策[J].煤炭技術，2009.

第2篇：電路設計要求范文

[關鍵詞]計算機；電路設計；分析；輔助；方法

中圖分類號：TP391.7；TN702 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）35-0284-01

一、 計算機輔助電路設計的優點

電路設計，是指按照一定規則，使用特定方法設計出符合使用要求的電路系統。在進行計算機輔助電路設計的過程中，主要是利用計算機能夠模擬的特點取締傳統采用搭接方式進行電路實驗的方法。利用計算機之后，可以在電路設計階段可以大量減少驗證電路正確過程中使用的時間和工作量，讓進行整個電路設計過程的進程比傳統電路設計的進程速度快得多，同時還保障了電路設計的效率。

在很多相關電路設計的專業軟件里面都會設置有電路設計中會涉及的許多參數數據庫以及圖形數據庫，在進行電路設計的時候，設計人員可以通過這些數據庫中選取到所需用到的電子元件模型，即使數據庫中沒有所需要的電子元件，也能電路設計之前在相關界面中設計出所需的電子元件模型，并設置其參數，然后再將其放入進對應數據庫中，很多電子元件都可以在數據庫中直接拿出來使用。另外在對電路板設計進行印刷的時候，也可以找到相關專業的印刷電路板設計的軟件，這些軟件可以對其電路設計中的電子元件間布線布局的自動進行，還可以起到后期處理的作用。在電路圖紙進行繪制的時候，也能使用專業的軟件進行制版。總之，在計算機的輔助下，讓電路設計更加簡便，大大縮短其設計周期，同時在一定程度上會可以節約電路設計的成本費用。

二、 計算機輔助電路設計的方法

設計一個完整的電路，并讓其實現一個功能，其前提就是要設計好一個完整有效的電路原理圖。通過計算機進行電路設計是非常快捷的，而且還能很容易的將設計好的電路進行再次的修改，通過計算機的相關軟件自帶的自動布線就能夠很容易的把電路原理圖生成電路板版圖。

1、 電路原理圖設計

首先設計人員通過調用電路設計軟件，建立新文件并對其命名，然后加載所需要的原理圖器件庫，因為在電路設計中電子元件的種類存在千差萬別的差距，所以有些時候所需要的元件在對應數據庫中沒有，所以設計人員就要通過元器件生成軟件或者電路設計軟件中自帶可以設計元器件的選項，創造出需要的元器件，然后根據設計電路構思的結構進行電路原理圖的設計，將有電性能元件的管教利用線連接起來，如果是總線電路就可以由一條總線連接，這樣可以有效減少線路太多所造成不必要的麻煩，而總線的兩端始終會分出很多條線，就有必要將其明確的標注，有節點的話在電路上應該必須標上節點，否則在后期電路查看和系統會將兩條線認為不相連。

在將電路原理圖設計完畢之后，就應該創建網絡表。網絡表是作為原理圖和印制線路版圖間的橋梁，只有通過網絡表才能將電路原理圖轉換為對應的電路板版圖。調用PCB圖生成軟件，在其加載相關的元器件庫，通過在禁止布線層上畫好PCB圖的外形，然后更改其自動布線，讓其達到前期的設計要求。通過自動布局命令將加載到PCB圖中的組件擺好，然后對其進行自動布線，該過程會需要一段時間，因為有的時候自動布線并不是完全合理有效的，所以在進行自動布線之后還要對其進行手工調整。

2、 電路板版圖設計

電路板廠都是按照用戶設計的PCB圖對電路板進行生產的，針對成型的一塊電路板，想要再制一塊或者多塊的話，就要利用計算機輔助進行電路設計了，通過形成的PCB圖再次進行電路板的生產。

利用刻度尺度量成型的電路板，將對應數據進行記錄后將數據輸入進計算機中，這類方法主要使用在線路簡單的電路板上，在線路上尋找一個點來作為原點，將電路板上的其他點一原點為參照，對照PCB圖左下角的橫縱坐標，將元器件放在對應的PCB圖上。而對于元器件較多且線路復雜的電路板則通常使用掃描儀將其數據輸入進計算機中，因為用尺度量就會太花費時間，且制作也會相比掃描儀粗糙，在對電路板進行掃描的時候也要注意正確的放置電路板的位置，不然會影響掃描效果。

三、結束語

計算機輔助電路設計的出現，讓電路設計擺脫了傳統以手工為主的設計方式，而且在使用計算機進行電路設計的時候，不僅節省設計時間，還能在電路設計出現錯誤的時候方便及時的對其進行修改，大大提升了電路設計的效率，還可以做大程度保障設計的電路產品的性價比。

參考文獻

[1]葉勇盛. 計算機輔助電路設計教學方法研究與實踐[J]. 職業教育研究，2010，03：90-91.

[2]王秀娟. 行動導向法在《計算機輔助電路設計》課程中的應用[J]. 科技信息，2010，30：618.

第3篇：電路設計要求范文

關鍵詞：集成電路設計;集成系統;本科專業;創新型人才;課程體系

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）35-0049-03

一、引言

集成電路產業是信息產業的基礎和核心，是推動信息產業發展的源泉和動力。國務院于2000年6月25日頒發了《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策（18號）》，大力支持和鼓勵我國集成電路產業的發展。在國家政策的扶持下，我國集成電路設計業發展迅猛，伴隨著國內集成電路的發展，對集成電路設計相關人員的需求也日益增加。教育部于2003年開始批準設置“集成電路設計與集成系統”目錄外本科專業，2012年普通高等學校本科專業目錄中調整為特設專業，以適應國內對集成電路設計與應用人才的迫切需求，截止2014年，全國已有28所高校設置“集成電路設計與集成系統”本科專業。國務院于2011年1月28日頒發了《進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策（新18號）》，要求高校要進一步深化改革，加強集成電路設計相關專業建設，緊密結合產業發展需求及時調整課程設置、教學計劃和教學方式，加強專業師資隊伍、教學實驗室和實習實訓基地建設，努力培養國際化、復合型、實用型人才。

“集成電路設計與集成系統”專業涉及的新概念、新技術、新方法不斷涌現，是一個工程性和實踐性很強的本科專業。集成電路領域技術和管理人才嚴重不足、人才質量普遍不高已成為制約我國集成電路產業健康、快速發展的瓶頸。國家集成電路產業“十二五”發展規劃提出加強人才培養，著力發展芯片設計業，2014年6月，國務院印發《國家集成電路產業發展推進綱要》進一步指出，要著力發展集成電路設計業，加大人才培養力度。因此，研究適合本專業的理論與實踐并重融合的課程體系，培養創新型集成電路設計人才具有十分重要的現實意義和歷史意義。

二、集成電路設計與集成系統專業人才培養的特點

集成電路是推動當前經濟發展的重要技術，由于集成電路設計與集成系統領域發展迅速且新知識、新技術層出不窮，多學科交叉融合，畢業生就業具有國際性，要求教學體系和實踐平臺建設必須跟上最新的產業需求，才能培養出適合社會和企業需要的集成電路設計與集成系統創新型人才。在進行集成電路設計與集成系統領域創新型人才培養時我們需要緊緊抓住以下幾點。

1.集成電路設計與集成系統專業是新興專業，國內還沒有形成該專業的人才培養規范，目前國內各高校該專業的教學計劃是從國外或者相關專業延伸來的，系統性、完備性差，還沒有形成完整的知識體系。

2.集成電路設計與集成系統專業是一個涵蓋通信、計算機、集成電路等多領域的交叉學科，因此要利用綜合性學科知識為該類人才的素質培養服務，從注重單一知識和能力的培養，要轉變到注重綜合知識和能力的培養。

3.集成電路設計與集成系統是國家特設專業，根據高校自身辦學特色和市場需求設置的專業，需要針對企業對該類人才的需求，將企業需求融入課程體系，與企業聯合制定培養方案，建立核心課程體系，實時調整專業課程教學內容。

4.集成電路設計與集成系統專業具有較強的工程性和實踐性，不僅要具有較強理論知識基礎，而且要具有較好的工程實踐能力以及一定的創新能力，需要建立一種基于項目驅動的多層次的實踐教學體系，保障四年工程實踐訓練不斷線，逐步提升學生的工程實踐能力和創新能力。

三、集成電路設計與集成系統專業課程體系的構建

根據集成電路設計與集成系統專業人才培養特點，按照通信、計算機和集成電路融合發展的科學規律，結合我校學科專業優勢特色，確立了本專業人才培養的課程體系。

（一）人才培養目標

2006年全國科技大會上提出，到2020年，我國將建成創新型國家，使科技發展成為經濟社會發展的有力支撐。具有較強的自主創新能力是創新型國家的主要特征之一，只有培養具創新精神和創新能力的人才，才能提升自主創新能力。集成電路產業是關系國民經濟和社會發展全局的基礎性、先導性和戰略性產業，是最能體現科技進步對創新型國家貢獻率的行業。

因此，本專業旨在培養德、智、體、美全面發展，適應社會主義現代化建設和信息領域發展需要，掌握寬廣的人文知識、堅實的自然科學知識以及扎實的專業知識，具備工程實踐能力和創新能力，具有自主學習集成電路與集成系統領域前沿理論和技術的能力，能在集成電路與集成系統領域從事研究、設計、實現、應用的高素質創新型人才，為全面實現創新型國家提供強有力的支撐。

（二）人才培養規格

集成電路設計與集成系統專業是一個涵蓋通信、計算機、集成電路等多領域的交叉學科，如圖1所示。其中，圖1中①就是通信算法（應用）的直接IC（實現）化的ASIC、FPGA電路或者可重構電路;②就是算法（應用）的指令集合（體系結構）化的目標程序;③就是指令集合（體系結構）的IC（實現）化的處理器;④就是集成電路技術發展推動的先進處理器。

根據多學科融合發展和人才培養目標定位，確定了本專業知識、能力、素質的人才培養規格如下。

1.知識結構要求。（1）具有堅實的自然科學理論基礎知識、電路與系統的學科專業知識、必要的人文社會科學知識和良好的外語基礎。（2）具有通信系統、計算機系統結構、信號處理等相關學科領域的基礎知識。（3）掌握集成電路與集成系統領域的基礎知識和工程理論。（4）掌握集成電路與集成系統電子設計自動化（EDA）技術。

2.能力結構要求。（1）具有使用電子設計自動化（EDA）工具進行集成電路與集成系統設計的能力。（2）具有較強的科學研究、工程實踐及綜合運用所學知識解決實際問題的能力。（3）具有了解本專業領域的理論前沿、發展動態和獨立獲取知識的能力。（4）具有自主學習能力、創新能力、協同工作與組織能力。

3.素質結構要求。（1）具有良好的思想道德修養、職業素養、身心素質。（2）具有奉獻精神、人際交往意識和團結協作精神。（3）具有一定的文學藝術修養、科學的工程實踐方法。（4）具有一定的國際化視野、求實創新意識。

（三）課程體系

集成電路系統設計涵蓋“系統設計、邏輯設計、電路設計、版圖設計”四個設計層次，課程體系應覆蓋四個設計層次需要的所有知識點，各知識點之間要具有連貫性、系統性和完備性。集成電路設計與集成系統專業具有很強的工程性和實踐性，通過計算機應用能力、電子技術應用能力、嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力以及工程創新能力的培養，強化學生的工程實踐能力和創新能力。集成電路設計與集成系統專業是一個多學科的交叉新興專業，課程體系中應該包含通信、計算機和集成電路的相關知識點，各知識點之間要具有交叉融合性。集成電路系統設計是一個高速發展的學科領域，知識和技術更新速度非常快，課程體系應該體現先進性，使得學生能夠接近先進的技術前沿，同時課程體系中也應該包含一些面向企業的工程設計與實踐的實用性課程，進一步提高學生的就業競爭力和工程創新能力。

因此，根據人才培養規格和特點以及課程體系的連貫性、系統性、完備性、融合性、先進性和實用性，結合我校自身優勢特色，構建了如下頁圖2所示的知識、能力、素質協調統一的理論與實踐并重融合的課程體系。課程體系以能力培養為導向，集中實踐環節為支撐，核心課程為基礎，一組集中實踐環節和核心課程培養一種能力。同時，設置綜合素質教育模塊和課外科技創新活動模塊，提升學生的工程素質和創新能力。

課程體系主要突出計算機應用能力、電子技術應用能力、嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力以及工程創新能力的培養，進行分學年重點培養。第一學年主要培養學生的計算機應用能力，第二學年主要培養學生的電子技術應用能力，第三學年主要培養學生的嵌入式系統設計能力和集成電路設計能力，第四學年主要培養學生的工程創新能力，通過設置“數字集成電路”、“混合信號集成電路”、“嵌入式系統”三個方向課程模塊，實現人才的個性化培養。

通過嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力和工程創新能力培養過程中的集中實踐環節和核心課程設置，將集成電路設計與通信/計算機相結合，體現課程體系的交叉融合性。將集成電路系統設計層次中的“系統設計”貫穿于工程創新能力、嵌入式系統設計能力培養，“邏輯設計”體現在電子技術應用能力培養中，通過“電路設計”與“版圖設計”實現集成電路設計能力的培養，實現了課程體系的系統性和完備性，通過教學內容的組織實現知識的連貫性。

課程體系設置了一系列集中實踐環節和獨立設課實驗（集成電路EDA技術實驗、微處理器設計實踐）以及課內實驗，在教學內容的組織上將軟件無線電（SDR）系統（包括算法、體系結構、集成電路）設計與實現的科研成果融入教學過程，實現四年工程實踐訓練不斷線，體現課程體系的工程性和實踐性。同時通過下一代無線通信系統的核心器件――SDR系統處理芯片設計為牽引，設置通信集成電路系統工程設計與實踐相關課程，采用世界主流EDA廠家先進EDA工具完成集成電路EDA技術實驗以及集成電路系統設計，實現課程體系的先進性和實用性。

（四）教學內容組織思路

以“高級語言程序匯編語言程序機器指令序列計算機組成（CPU、存儲器、輸入輸出、數據通路與控制單元）計算機部件設計計算機部件（FPGA和專用集成電路）實現整機（FPGA或專用集成電路）實現面向通信、信號處理領域系統（嵌入式系統、數字集成電路、模擬集成電路）設計與應用”為主線組織教學內容，體現知識的連貫性，培養學生的計算機應用能力、電子技術應用能力、嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力。通過通信集成電路系統工程設計與實踐（包括數字集成電路工程設計與實踐、嵌入式SoC工程設計與實踐、模擬集成電路工程設計與實踐等），將軟件無線電（SDR）系統的設計與實現的科研項目成果融入課堂教學，貫徹我校“教研統一”辦學理念，突顯我校信息通信行業優勢特色，培養學生的工程創新能力。

四、結論

課程體系設置是專業建設中的關鍵核心問題，對人才的培養質量起決定性的作用。本文充分考慮了集成電路設計與集成系統專業多學科交叉融合、工程實踐性強等特點，結合我校本專業在通信專用集成電路設計、專用處理系統設計方面的優勢特色，形成了通信、計算機與集成電路設計相結合、理論教學與項目實踐相結合的課程體系。以能力培養為導向，以集成電路設計和嵌入式系統設計融合為主線組織教學內容，培養學生的集成電路設計與嵌入式系統設計（計算機應用、電子技術應用、微系統設計）能力，通過面向通信領域的集成電路與嵌入式系統工程設計與實踐，提高學生的工程創新能力。

參考文獻：

[1]國務院2011年4號文件.關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策[J].軟件產業與工程，2011，（2）.

第4篇：電路設計要求范文

關鍵詞：可靠性仿真技術；課改要求；任務驅動；電路設計

1基于可靠性仿真技術的電路設計需求分析

基于可靠性仿真技術的電路設計主要是以虛擬儀器設備替代現實電子元器件，從而為電子電路的實踐教學提供有效支撐，從而更好了踐行“理實一體化”的教學理念，促進學生實踐技能的提升，促使課程回歸教學的本質。1.1實踐性教學開展的內在需求。基于可靠性仿真技術的電路設計，學生可以參與擬訂設計方案、仿真模擬等環節，從電路的設計方案、仿真模擬等環節，能夠將晦澀難懂的理論知識與實踐知識相結合，幫助學生提升實踐技能。1.2實現層次化和差異化教學的必然選擇。關涉電路設計的技術型教學內容涉及的元器件較為繁雜，且不同元器件性能、參數、封裝形式、價格、功耗等存在較大區別，在教學過程中需要反復的實驗、測試，這增加了設備投資成本，而且因為學生個性化差異，學習、接受能力各不相同，加之電子元器件復雜程度的不同，應該據此分層次設定目標，以貼近生活、學生所喜愛的教學內容，以“任務驅動”的形式引導學生進入知識和技能的學習，但這勢必增加電子元器件的投入，而仿真模擬電路的設計可以利用仿真軟件呈現電子電路的操作面板和功能，并通過交互式操作完成相應測試任務，不僅滿足了教學需求，而且控制了教學成本。

2基于可靠性仿真技術的電路設計方案

2.1電路設計的整體流程。可靠性仿真技術可以檢驗電路存在的故障并發現設計的薄弱環節，從而有針對性的進行改進，為了遵循由簡入繁的原則，以有效調動學生學習熱情和積極性，本文以典型電路電源模塊設計為例，設計過程中首先應該進行可靠性仿真實驗，其具體的流程如圖1所示。2.2電路設計的具體步驟。2.2.1設計信息采集。為了實現電源電路的優化設計，應詳細搜集其應用環境和使用方法等信息，具體包含所采用的元器件、原材料特性2.2.2數字樣機建模。電路設計中數字樣機建模須采用專業軟件實現，但因為學生學習、接受能力存在差異，應該目標層次，將設計過程進行分解，并以“任務驅動”的形式，將不同設計知識分配到各個任務之中，讓學生通過分步設計完成理論知識的實踐應用，由此才能確保電路設計學習的效果，通常存在熱設計信息和振動設計信息兩類建模方式，具體的建模步驟為：首先根據將所獲取的電路信息進行簡化，完成CAD數字樣機模型的構建，并依據熱設計信息建立CFD數字樣機模型，而后依據振動設計信息建立FEA數字樣機模型。其次，為確保CFD數字樣機與物理樣機的一致性，須對其進行修正與驗證，利用對電源模塊工作狀態熱測量的方式，獲取其關鍵元器件點溫度測試數據，并根據所得結果修正電源模塊CFD數字樣機的邊界條件、期間參數，由此實現對CFD數字樣機的修正。再次，同理，也須采用相同的方法對FED數字樣機進行修正，且測試過程中，應該在約束條件下對電源模塊重點部位，關鍵元器件進行模態分析，并依據結果完成修正。2.2.3應力分析。溫度應力分析選用MentorGraphics公司的FloTherMV90分析計算電源模塊CFD數字樣機模型，經過分析可知，電源模塊設計中如元器件排布不合理，則會導致電路設計存在熱分布過度集中的缺陷。分析中，平臺環境溫度70℃設定為第一參考溫度條件，電源模塊表層軍溫度72℃設為第二參考溫度條件，經過分析，為電源模塊所在分級提供5V工作電源的功率器區域，是熱分布較集中的部位，需要修正電路設計方案。而對于振動應力分析，則選用ANSYS公司的ANSYSWorkbench12.1分析計算電源模塊FEA數字樣機模型，分析結果顯示，電源模塊中元器件數量和重量排布、安裝方式設計不合理，使得電源模塊產生局部共振的設計問題，應該據此進行及時修正，以優化電路設計。

3結束語

本文將可靠性仿真技術引入電路設計之中，將電路細化分類，并根據學生個體差異由簡入繁、逐步引導，實現了教學目標的分層實現，也將培養學生的實踐技能真正落實到實處。

作者:宋月麗 劉立軍 單位:遼寧機電職業技術學院

參考文獻

[1]王朝新,任斌,陳潔,董緒.基于虛擬實驗平臺的模擬電子技術課程設計開發與仿真[J].電子設計工程,2012,14:44-47.

第5篇：電路設計要求范文

【關鍵詞】高速數字電路 設計技術 計算機

在微電子技術飛速發展中，高速電子電路器件不斷被應用，在現階段的電子設計領域中，高速數字電路設計已經被廣泛應用。高速數字電子電路設計是一門處在不斷發展與進步中的學科，目前有很多理論尚處于研究與發展中。在我國，現階段的高速數字電路設計在一定程度上取得了一些成績，但是大部分都是偏于理論方面的，對于實踐操作方面還有一定的欠缺。所以，從高速電路設計的角度來看，了解和掌握高速數字電路設計方法對于實踐工程的指導工作有著非常直接的作用。

1 什么是高速數字電路

高速數字電路的概念：是一種由高速變化信號在電路中所產生的具備諸如：電容、電感等模擬特性作用的電路，其主要是由集中參數系統和分布參數系統兩個部分組成。其中，集中參數系統對低速數字電路設計進行了簡化處理，使其始終處于一種較為理想的狀態，所以集中參數系統不適用于高速數字電路技術，而是在低速數字電路設計中得到了廣泛的應用；分布參數系統則比較適合用于高速數字電路設計中。分布參數系統的概念與實際運行情況比較接近，其通常認為信號時間與其所處的位置對信號的特性有著決定性作用，所以元器件間的線路長度會對信號特性產生影響，另外，線路中的信號進行傳輸時需要一定的延遲。

2 影響高速數字電路設計技術的問題

高速數字電路設計成功與否取決于信號的質量，也就是信號完整性的保持，若是無法保持信號完整性，那么就會出現信號失真的現象，影響正確數據、地址以及控制信號的生成，進而導致系統工作出現錯誤，嚴重的甚至會導致系統崩潰。對信號質量產生影響的因素非常多，但是，對信號完整性產生影響的因素主要有以下三點：

系統中處于信號傳輸線位置的阻抗不相匹配，容易形成反射噪聲，這是破壞信號完整性的主要原因；信號線間的距離隨著處于印刷板位置的電路密集度不斷增大而變的愈加狹小，這就導致信號間的電磁耦合增大，以至于無法對其進行忽略處理，進而造成信號間的串擾情況越加嚴重；處于芯片內的大量電路輸出同時動作的過程中，因為寄生于電源平面間電感和電阻的影響，就會出現較大的瞬態電流，進而對電源線和地線上的電壓產生影響，使其發生波動和變化。

總而言之，對電路進行合理的設計，減小或是消除上述因素對信號完整性的影響，促進高速數字信號質量的提高，已經成為現階段所有高速數字電路設計所需要解決的主要問題。

3 高速數字電路設計技術的具體研究

3.1 設計高速數字電路信號完整性

針對高速數字電路信號完整性的設計主要包括兩個方面內容：第一個是研究不同信號在電路信號網中所產生的干擾，第二個是研究不同電路信號網傳輸信號的干擾，簡單來說，也就是研究反射和干擾的問題。由于電路中不相匹配的阻抗因素等影響，反射問題在低速數字電路設計中并不存在。數字電路網在理想狀態下的不同阻抗是相等并相互匹配的，位于數字電路傳輸線上的阻抗處于連續的狀態，因此反射現象不會出現在線路的電流和電壓中。進行設計數字電路時，阻抗過大或是過小都會導致電路傳播的波形產生干擾現象，進而對信號完整性造成影響。高速數字電路設計難以使電路與臨界阻抗的狀態相符合，因此保持系統處于過阻抗狀態是一個較為合適的方法。

設計高速數字電路時首先要考慮的就是感性串擾等問題。根據信號基本理論得出，電流在電路中是處于循環流動的狀態，這一方面往往會被數字電路設計工作人員所忽視。信號的回路和路徑構成了電流環路，電感在電路中隨著電流環路的增大而變大，而環路中的電流也會隨著其中的電磁場變化而發生改變。盡可能的對電流環路進行減小處理，對感性串擾起到了降低的作用，在設計高速數字電路中，主要可以通過兩個方法來進行，即對線路距離進行增加和對電流環路面積進行減小的處理，以此來提高高速數字電路信號的完整性。

3.2 設計高速數字電路電源

設計高速數字電路需要應用大量的低電壓元器件，其對電源的穩定性造成了一定的影響，這也是設計數字電路所要考慮的一個主要因素。電源完整性指的是電源在系統運行中的波動情況，也就是電源的波形質量。在高速數字電路設計中能夠對電源穩定性造成影響有：由處于高速開關狀態下線路器件所產生的過大的瞬間電流，以及數字電路中過多的電感所導致的變大的信號回路阻抗。

高速數字電路設計的理想狀態是其電源系統中不存在阻抗，由于整個信號回路不存在阻抗的耗損問題，可以使電源系統中各個點的電位保持恒定。但是，在實際中并不存在這種狀態，電源分配系統往往會產生嚴重的干擾噪聲，進而對整個電路的正常運行造成影響。在進行高速數字電路設計時，要充分考慮到電源的電感和電阻因素，對其進行降低處理。現階段在電路系統中大多都是采用大面積的銅質材料，這遠遠不能滿足高速電路設計的標準和要求，因此在設計的過程中還要對其它影響因素進行綜合的考慮，其中將去耦電容運用到電路中就是一個非常簡單有效的方法。

4 結語

綜上所述，電子設計正在朝著速度快、密度高的方向發展和進步，在這種狀態下的電子系統，為了能夠對高速數字電路設計問題進行有效合理的解決，對高速數字電路設計方法和手段進行創新和改進是勢在必行的。不斷促進高速數字電路設計方法可行性的提高，為其在現代化技術的發展進程中不斷進步提供了可靠保障。

參考文獻

[1]李琳琳.高速數字電路設計中電源完整性分析[J].火控雷達技術，2010（02）.

[2]馮巨標.高速數字電路電源分配網絡的近場電磁干擾研究[D].哈爾濱工業大學，2012.

[3]付亞如.淺談高速數字電路特性與信號完整性設計[J].黑龍江科技信息，2011（04）.

[4]張婧.高速數字電路信號完整性仿真設計與驗證[D].西安電子科技大學，2013.

第6篇：電路設計要求范文

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）6-0070-3

1 模塊化策略

對于圖1所示電路，按其功能劃分，可分為虛線框Ⅰ內的測量電路和Ⅱ內的供電電路兩個具有相對獨立功能的子系統。其中，測量電路的設計原則是兩電表的量程相匹配，即它們的指針能同時達到較大偏角；而供電電路設計則要遵循電路安全性、操作方便性和測量準確性3個基本原則。

基于兩個模塊的特點，電路設計的一般思維策略是將電路按其功能分為測量電路與供電電路。

2 測量電路模式的構建與識別

模式識別是問題解決的一種基本策略，是人們在對所表征事物或現象的各種信息分析和處理的基礎上，對問題進行描述、辨認、分類和解釋的思維過程。

在實驗電路設計中，無論是對給定電表、定值電阻進行測量的電路設計，還是對給定電路原理的理解，都要涉及到電壓、電流的測量模式及其組合方式的識別，為此，在實驗教學之前，需要有意識地從電壓、電流測量視角系統地規劃有關部分例題，并將其歸類總結而構建起電壓、電流測量模式，以便學生能迅速從記憶儲存中進行模式的檢索。

2.1 電壓、電流測量模式的構建

關于電壓、電流的測量，有直接測量和間接測量之分，其中間接測量包括電表的功能轉換和定值電阻的使用，具體模式如表1和表2，其中的適用情況對應于命題特征。

2.2 測量電路的設計流程

在構建起電壓、電流的基本測量模式后，原則上只需要將它們適當組合起來即可設計測量電路。但是，在實際的電路設計中，即使只提供一個定值電阻，其電壓、電流測量模式的組合數目也還是很大。顯然，提升學生的電路設計能力，除了引導學生參與電壓、電流測量模式的構建外，還要力求把上述的測量模式結構化，并建立電路設計的思維流程。為此，筆者建議從以下幾個方面入手，提高學生電路設計能力。

（1）電表組合方式的分類

（2）電表量程匹配的基本思路

對于幾種測量電路，其電表量程的匹配一般有以下3種方式：一是選擇合適電表量程或對電表進行改裝，這是測量電路設計中的常規思路；二是選擇合適的電路；三是改變測量對象，一般是在待測電阻上并聯或串聯一定值電阻，以補償電壓表、電流表因量程不匹配而產生的偏差，具體電路如圖2所示（以外接法為例）。

（3）測量電路的設計流程

要完成測量電路的設計，僅僅建立基本測量模式、清楚量程匹配方式還是遠遠不夠的，還需要學生有一個清晰的思維流程，為此，建議引導學生在電路設計中參與圖3所示的思維流程構建，以提高電路設計能力。

3 供電電路設計的模式識別策略

在電阻測量中，其測量準確性取決于兩個方面：一是電表量程的匹配程度，它對應于測量電路的設計；二是電表指針能否達到較大偏角，它對應于供電電路的設計。另外，實驗器材的安全性、實驗操作的方便性也對應于供電電路的設計。

雖然供電電路的設計涉及的因素較多，但它對應電路模式卻較少，我們分別就限流式和分壓式供電電路進行探討。

（1）限流式供電電路的基本模式

對于限流式供電電路，一般有圖4的兩種形式，其中圖4a不要求電表示數從0開始調節。而對圖4b而言，主要考慮定值電阻對電路的保護或操作方便。

（2）分壓式供電電路的基本模式

對于分壓式供電電路，一般有表3中的3種情形。

在表3的3種模式中，第3種模式中的定值電阻可能同時具備電路保護和調節方便兩種功能，而第2種模式中的定值電阻只起到調節方便的功能。至于運用哪種供電電路，則可按下述程序進行選擇：初步確定供電電路類型實驗器材安全性檢驗實驗測量的準確性檢驗實驗操作的方便性檢驗。

4 典型例題分析

例（2010年福建省高考試題）如表4所示是一些準備用來測量待測電阻Rx阻值的實驗器材，器材及其規格列表如下：

要求測量時電表的讀數大于其量程的一半，而且調節滑動變阻器能使電表讀數有較明顯的變化。請畫出測量電路圖，標明所用器材的代號。

解析 對于測量電路，根據提供的器材，首先考慮用伏安法模式，經檢驗，兩只電壓表均不能與電流表的量程相匹配，故電流表不能使用。其次，考慮伏伏法模式，經檢驗，測量電路應如圖5所示。

對于供電電路，由于待測電阻約為1000 Ω，滑動變阻器的最大阻值約為100 Ω，要使電表示數變化明顯，必須使用分壓式電路。由于無定值電阻，故本題的電路如圖6所示。

擴展：若僅改變例題中滑動變阻器的最大阻值，并增加一定值電阻，具體數值如表5：

則實驗電路如何設計？

解析 （1）在變式中，改變了滑動變阻器的阻值，增加了一個只知道大致阻值的定值電阻，這些改變不影響測量電路的設計。

（2）初步確定供電模式

由于R遠小于Rx，因此，初步確定了分壓式電路。

（3）基于電路安全性考慮

若采用表3中的第1、2兩種供電電路，則電路總電流大于0.5 A，從而損壞滑動變阻器，故這兩種方式均不可行，而第3種供電電路能保證電路安全性。

（4）基于測量準確性考慮

另外，經檢驗，第3種供電電路滿足操作方便性要求。故實驗電路為第3 種供電電路與圖5所示測量電路的組合，具體電路圖略。

參考文獻：

第7篇：電路設計要求范文

作者：陸召振 周樹艷 陸偉宏 王寧 單位：無錫油泵油嘴研究所

共軌系統通常正常工作電壓選擇28~30V，即需要滿足Ur≧30V。2）最小擊穿電壓UbUb分為5%和10%兩種。對于5%的Ub來說，Ur=0.85Ub；對于10%的Ub來說，Ur=0.81Ub。當電壓高于此值后，TVS發生雪崩擊穿，此后，TVS兩端電壓將一直保持在鉗位電壓Uc。3）最大鉗位電壓Uc當TVS管承受瞬態高能量沖擊擊穿后，管子中流過大電流，峰值為IP，端電壓由Ur值上升到Uc值就不再上升了，從而實現了保護作用。Uc與Ub之比稱為鉗位因子，一般在1.2~1.4之間，計算多代入為1.3。其他諸如反向漏電流、結電容等參數也需要考慮電路靜態電流以及信號頻響等因素進行擇優選擇。最大允許瞬時功率Pp根據車用電源系統電路抗干擾標準要求須至少大于6000W。防反接保護電路設計防反接保護使用一個普通二極管就可以實現，或者采用其他MOS管防反接電路。普通二極管防反接保護電路優點是電路簡單，器件少，但由于受二極管額定功耗的限制，這種防反接不能承受長時間的反接故障。圖3為防反接保護二極管在電路中的設計位置，二極管選擇時考慮ECU的整體功耗，選擇正向導通電流大于正常工作最大電流，同時防反接保護二極管盡量選擇低壓降快恢復二極管，反向耐壓滿足電路要求。過電流保護電路ECU電源電路在過載或者負載短路等故障發生時，需要在外部線束中或電源處理電路回路中設計過流保護電路，否則電路將損毀不能正常工作。通常在開關電源設計中采用自恢復熔斷絲串聯在回路中，或設計電路采樣閉環控制電路等。

從以上自恢復熔斷絲的原理可以看出，當電路發生過流時，可能存在大量熱量的產生，由于ECU通常安裝在相對封閉的空間內，熱量無法快速消散，因此可能會對ECU其他電路的工作產生影響，再加上自恢復熔斷絲存在不好安裝及精度不高的問題，因此ECU過流保護電路通常不選用這種方案。圖4為一種閉環電流采樣控制保護電路，T1用來檢測負載電流IL，采樣電阻R1產生成比例的電壓。電流過載發生時，電容C1充電電壓會增加到穩壓二極管Z1的導通電壓，此時三極管Q1導通，集電極輸出信號關閉后續電路的控制級，從而切斷電源電路的工作。類似過流保護電路設計時，需要注意變壓器的設計選型，由于車用ECU對成本的要求越來越高，此電路設計成本較高，且占用ECU體積大，目前在ECU上采用較少。綜上，我們似乎沒有非常完美的過流保護電路方案，幸運的是目前世界上一些著名半導體公司都提供帶有過流自動保護的電路控制芯片。比如美國國家半導體公司的汽車DC/DC控制芯片，德國英飛凌公司的汽車級LDO電源處理芯片，這些芯片都能提供過流自動保護功能。因此在ECU電源電路設計時，盡量選用類似集成芯片作為電路核心元件，這些芯片通常都經過汽車等級的測試，可以放心采用。共模抑制電路設計ECU電源系統電路通常采用共模扼流圈設計共模抑制電路。共模扼流圈，也叫共模電感（Com-monmodeChoke），是在一個閉合磁環上對稱繞制方向相反、匝數相同的線圈。

在電源電路設計時，采用共模扼流圈能夠有效地消除共模干擾，提高ECU電磁兼容性能。目前一些著名的無源器件生產廠家均提供ECU專用的電源系統電路共模扼流圈，比如TDK公司的ACM-V系列主要用于ECU電源線設計，TDK公司提供的這種共模扼流圈通過專用磁芯設計而成的方形閉磁路磁芯，在保持原有特性的同時實現了小型化，便于安裝。同時具有高阻抗特性，可發揮優異的共模噪聲抑制效果，最大電流可高達8A。濾波電路設計共軌系統ECU電源電路的輸入是從汽車蓄電池直接引入的。由于汽車上所有電子設備都共用這一個電源，其他電子設備的干擾可能通過電源耦合到ECU。另外，車用蓄電池的電源高頻干擾、汽車電機的啟動停止以及負載的突然變化均會將干擾帶入ECU。在設計電源處理電路時必須設計濾波電路來濾除這些干擾。通常采用∏形濾波電路設計串聯在電源處理回路中，主要對差模干擾起到抑制作用，圖6為基本的∏形濾波電路。在實際的∏形濾波電路設計時，需要根據ECU實際使用需求進行電感L及電容C1和C2的參數選擇，電容C3根據負載功率的大小調整容值及耐壓參數。電源系統設計方案總結共軌系統ECU電源系統電路設計時需要綜合以上的各種保護電路的設計，同時選擇合適的DC/DC控制芯片。控制芯片的PWM調制頻率設置需要綜合考慮電源處理的效率和EMC性能。常用的ECU電源系統電路設計方案如圖7所示。ECU通過點火鑰匙開關處理電路，將汽車蓄電池電源輸入，然后通過各種保護電路將穩定的電壓輸入DC/DC處理電路，最后通過汽車專用低壓降線性穩壓電源（LDO）處理成多路電源分別給ECU各電路模塊供電。

在設計電源系統處理電路時，不僅應考慮基本電壓處理電路的精度和效率，還應設計不同的保護電路，應對各種可能出現的干擾和故障情況。保護電路的設計需要考慮整個電源系統電路的工作原理，合理的布局保護電路在整個電源系統電路中的位置；各種保護電路的器件選擇則需要綜合電路原理、成本、安裝及廠家品牌等諸多因素進行合理選擇。除了本文提到的幾種保護電路設計外，或許還有其他應對整車復雜故障情況的電路選擇，這就需要在ECU的實際使用過程中進行不斷的積累和研究。

第8篇：電路設計要求范文

【關鍵詞】混合動力 重型汽車 電路設計 可靠性

隨著我國經濟社會快速發展，我國能源形勢日益緊張，為了緩解這一緊張局勢。在實際工作過程中就需要利用到新能源，混合動力重型汽車的應用就是一個十分典型的例子。混合動力重型汽車是一種新的車型，該車型是把內燃機同一定容量的儲能器件通過先進控制系統結合到了一起。采用這種車車型將能夠有效減少污染物排放、降低油耗。這一車型在未來將會得到有效應用。混合動力重型汽車設計過程中電路設計是關鍵環節。加強對電路設計的研究并保證其可靠性是提升該車型性能的有效方式。

1 混合動力重型汽車結構和設計原則

1.1 汽車結構

加強汽車電路設計的研究就必須要了解混合動力重型汽車自身的結構，只有在了解了其基本結構之后才能夠實現科學高效地設計。在實際工作過程中混合動力重型汽車要想發揮其工能驅動系統就需要增加驅動電機和為其供電的動力電池組。在實際工作過程中串聯式、并聯式以及混聯式是三種比較典型的連接方式。本文以并聯式驅動為例來進行說明。在SX5256DH434PHEV型混合動力重型汽車結構中，動力輸出單元是有電動機和發動機組成的。在混合動力模式中動力是電動機和發動機共同提供的，因而在設計過程中就可以選擇較小公路的電機和發動機就可以滿足要求。

1.2 可靠性設計原則

可靠性是衡量混合動力重型汽車電路的一個重要指標，在實際工作過程中必須要滿足其可靠性。為了達到這一目的就需要堅持以下原則：一是要滿足安全和功能要求。安全性是第一位的，在實際工作過程中汽車電路一旦出現故障就極有可能對整個車輛的運行造成嚴重影響。因而在實際工作過程中首先就需要保證其安全性。在工作過程中應該把安全性作為最基本的要求。功能需求也同樣重要，在滿足安全前提下要實現其各種功能，顯示、報警等功能必須要實現。二是實時性。在電路系統運行過程中一旦出現故障或者某一特殊事件之后必須要實時做出相應，要對突發事件做出即可相應。正是因為如此在實際工作過程中就需要對其保持高度重視，要采取專門措施來予以應對。三是周期要短，價格要便宜。混合動力技術當前發展非常迅速，為了適應實際要求就需要把汽車電路的設計周期在保證質量的前提下盡可能地縮短。此外還需要逐步降低設計成本。

2 汽車電路設計

在明確了基本結構和設計原則之后工作人員就可以有的放矢地來進行設計了。在設計過程中必須要從自身的實際情況出發，通常情況下是要對以下環節進行設計：

2.1 低壓電路設計

在混合動力重型汽車電路結構中整車是由控制系統來實現控制的，電力蓄電池則是要作為動力電路的電源通過配電柜來為其供電。在實際工作過程中各種不同器件如電機控制器、車身控制器、發動機ECU、電池管理器等分別對應不同的元件來進行針對性控制從而組成一個完整的子系統。實際工作過程中整車控制器會根據駕駛員的各種操作以及各個子系統的當前狀態來判斷子系統的運行模式并對其進行有效分配。在整車控制器把控制信號發送給對應的子系統控制器之后，各個子系統控制器就能夠實現對各個元件的控制。低壓電路設計工作過程中微電子元件的工作電壓通常只有3V到5V而且輸出信號的精度是非常高的。正是因為如此在設計過程中就需要防干擾。要高度重視耦合干擾和傳導干擾這兩種形式。

2.2 高壓電路設計

混合動力重型汽車結構中高壓電路系統是以動力蓄電池為電源的，實際設計過程中由于所裝動力電池組峰值輸出功率較大，因而對高壓電路的線徑、線束的連接方式就提出了新的要求。高壓電路在設計過程中必須要有較大的傳輸功率。要選擇合理的線徑和絕緣方式。在實際工作過程中要防止線路的發熱過多從而導致絕緣層老化的速度加快。高壓電路的連接器設計非常重要。在設計過程中應該采用橡膠護套，兩端子也應該通過自鎖的形勢實現接觸面結合，這樣能夠有效增大接觸面積，壓降也將會下降。這對于避免熱點現象的出現無疑是非常有利的。

2.3 電氣模塊布置可靠性分析

在設計過程中對于電氣模塊的設置應該考慮到振動、防水以及散熱等方面的要求。滿足這幾個方面的要求是保證可靠性的必然選擇。

混合動力重型汽車是當前應用非常廣泛地一種汽車，在實際應用過程中汽車電路起著十分關鍵的作用。在運行過程中為了有效提升性能就必須要對汽車電路進行專業設計。本文重點分析了汽車電路的高壓電路、低壓電路設計。在設計過程中應該注重模塊之間的可靠性。

參考文獻

[1]徐榮峰.汽車電子防盜報警器電路的可靠性設計分析[D].南寧：廣西大學，2007（05）.

[2]王霄峰.汽車可靠性工程基礎[M].北京：清華大學出版社，2007.

第9篇：電路設計要求范文

關鍵詞：混合動力；重型汽車；電路設計；可靠性

中圖分類號：TB文獻標識碼：Adoi：10.19311/ki.16723198.2016.14.100

混合動力汽車就是有兩種或兩種以上儲能器作為驅動能源的汽車。由于混合動力重型汽車的結構更加復雜，因此電路變得更為復雜，如何優化電路設計，提高電路相應速度是發展新能源汽車的關鍵技術。

1混合動力重型汽車電路設計原則

混合動力重型汽車相比傳統的燃油汽車而言其增加了驅動電機和動力電池組，而且重型汽車由于行駛的震動量較大、防水性較差，因此對電路設計提出了更高的要求：首先要滿足汽車行駛功能的要求；其次要具有可靠性和安全性，電路作為混合動力汽車信號和動力傳輸通道，一旦出現故障就會造成嚴重的安全事故，因此電路設計需要將安全與可靠性作為設計的核心原則；最后是具有實時性。電路系統的特點就是及時將各種事件進行相應。總之，汽車的電路系統只有在所有子回路都正常運行的情況下才能夠正常運行，因此相比普通汽車電路，混合動力汽車的電路多出了高壓電路。

2混合動力重型汽車電路設計

2.1高壓電路可靠性設計

高壓電路可靠性設計主要包括：一是高壓導向的可靠性分析與設計。高壓導線是高壓電路的重要組成部分，基于傳輸功率的考慮，需要選擇絕緣的材料，以某型號的混合環衛汽車為例，該車處于純電機驅動的時候，峰值電流達到280A，電路電流達到208A，再加上其它設備的應用，其電流瞬間可以達到210A，因此為降低能源損耗，避免因為電路過大而導致出現電路短路問題，需要選擇電阻小的導向。二是插座器的可靠性分析。線路連接需要插座器的作用，插座器主要是將線束分段進行連接，以此便于后期的拆裝與維修等。插座器主要有端子和護套組成。混合動力重型汽車流經插座器的電路比較大，因此類似于針狀的端子可能會出現“熱點”現象，進而導致端子的融合出現損壞，而且可能會在汽車時候過程中因為外部因素而導致短路，因此在插座器的設計中需要做好防水性設計，具體就是將插座器侵入5%的NaCl液體中，以此提高防水性能。另外還需要進行絕緣設計、安裝橡膠護套。三是繼電器的可靠性設計。混合動力汽車的繼電器屬于電磁式，因此設計的繼電器觸頭額定電流比較大，一般選擇晶閘管。

2.2低壓電路設計

一是傳導干擾設計。傳導干擾是電氣設備之間產生的干擾信號通過公共電源線相互產生的，具體在混合動力汽車中傳導干擾主要包括：電源線、共開關量抖動干擾等，由于受到線路設計的不同，其可以分為感性負荷開路瞬變干擾和觸點回路的抖動干擾。二是耦合干擾可靠性設計。耦合干擾就是電子設備產生的干擾信號通過空間耦合傳遞給另一電子設備。其主要包括感性耦合干擾和容性耦合干擾。

2.3電路布局設計

混合動力汽車的電路數量比較多，優化線路布局是提高電器元件使用壽命，增強電氣系統工作可靠性的重要舉措，而各個控制器與電氣設備的安裝位置影響線束的走向，因此需要合理布局各個電氣設備。一是電氣模塊布局的設計。由于汽車行駛的震動比較大，因此在安裝電氣模塊時需要考慮以下因素：振動、散熱、防水以及安全。二是線束的走向設計。線束走向是電氣設備安裝的前提，合理的走向不僅有助于降低線路故障的檢測效率，而且還可以提高其使用壽命。在進行線束的走向布局前需要對線束進行包扎，這樣做的目的就是提高線束的耐磨性和抵御高溫性。結合實踐我們經常使用的包扎材料有熱縮管、膠帶以及紋波管等。具體走向就是：將整車的線路固定在混合動力汽車的車架上，按照車架右縱梁凹槽進行布線。

2.4基于CAN總線的設計

在混合動力重型汽車中CAN總線有著廣泛的應用，使用CAN總線能夠有效減少各個部件之間的線路連接，降低回路的數量，進而避免出現線路短路故障。CAN總線一般使用雙絞線作為傳輸介質，這樣可以避免信號干擾。

3混合動力重型汽車電路設計可靠性實驗

基于上述的電路設計，通過運用相關實驗對設計的電路進行檢測以此判定電路的可靠性：首先依據相關實驗規定對汽車的車身控制器和IC儀表的CAN總線進行通信實驗，通過實驗數據，該電路具有較強的抗傳導干擾和耦合干擾能力；其次對整車的可靠性實驗。將實驗汽車按照不同的路況進行實驗，并且按照啟動、行駛、制動以及車速等環節的控制記錄相關的數據，通過對相關數據的統計分析：整車的電路設計可靠性符合汽車安全行駛的要求，對于出現的細微故障主要是因為電氣元件受到振動而引起的，由此可見，振動是混合動力重型汽車可靠性的重要因素。

4結束語

總之，混合動力重型汽車的電路設計工作尤為重要，隨著汽車技術的不斷發展，尤其是新能源汽車在社會中普及，我們要科學設計電路，優化電路布局，以此提高我國新能源汽車制造業的健康發展。

參考文獻